La gare de Patay, carte publiée par l'éditeur Joudiou. La section de ligne située dans le département du Loiret est concédée par une convention signée le 9 octobre 1869 entre le conseil général du Loiret et la Compagnie du chemin de fer d'Orléans à Rouen. La convention est approuvée, et la ligne déclarée d'utilité publique à titre d'intérêt local par un arrêté le 22 août 1871.La partie de ligne située dans le département d'Eure-et-Loir, partie d'un itinéraire de Patay à Nogent-le-Rotrou par Châteaudun, est concédée par une convention signée le 27 avril 1870 entre le conseil général et la Compagnie du chemin de fer d'Orléans à Rouen. La convention est approuvée, et la ligne déclarée d'utilité publique à titre d'intérêt local par un décret le 23 janvier 1872. La ligne est incorporée dans le réseau d'intérêt général par une loi le 18 mai 1878.
